भविष्यात कोणीही राहणार नाही उपाशी! झाडं सूर्याशिवाय बनवू शकतील अन्न, क्रांतीकारक संशोधन

मानवी जीवन सूर्यप्रकाशावर (Sunlight) बरेच अवलंबून आहे. शरीराच्या उर्जेच्या सर्व स्त्रोतांचा मूळ स्त्रोत सूर्यप्रकाश आहे. कोणत्या ना कोणत्या स्वरूपात अन्न निर्मितीसाठी (Food production)सूर्यप्रकाशावर अवलंबून असलेल्या सर्व सजीवांच्या बाबतीत असेच आहे. जगभरातील अन्न वनस्पतींच्या प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) प्रक्रियेवर अवलंबून आहे. कृत्रिम प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे वनस्पतींवरील अवलंबित्व दूर करून ही प्रक्रिया अधिक प्रभावी करता यावी, यासाठी सध्या जगात अशी अनेक संशोधने सुरू आहेत. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

या कृत्रिम प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे (Photosynthesis) पृथ्वीवरील अन्नाचे उत्पादन ऊर्जेच्या दृष्टीने अधिक कार्यक्षम करता येईल. हे तंत्रज्ञान भविष्यात मंगळावरही खूप उपयुक्त ठरू शकते. लाखो वर्षांपासून, सामान्य प्रकाशसंश्लेषण हे वनस्पतींमध्ये पाणी आणि कार्बन डायऑक्साइडचे सूर्यप्रकाशाच्या मदतीने वनस्पतीचे बायोमास आणि अन्न यांच्यात (Biomass) रूपांतर करते. परंतु ही प्रक्रिया याबाबतीत अतिशय परिणामकारक आहे, सूर्यापासून येणारा सूर्यप्रकाश (Sunlight) केवळ एक टक्काच झाडांपर्यंत पोहोचतो. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

रिव्हरसाइड येथील कॅलिफोर्निया विद्यापीठ आणि डेलावेअर विद्यापीठातील संशोधकांनी सूर्यप्रकाशापासून मुक्त कृत्रिम प्रकाशसंश्लेषणाची (Photosynthesis) एक पद्धत विकसित केली आहे जी अन्नासह (Food) सेंद्रिय प्रकाशसंश्लेषणाची जागा घेऊ शकते. नेचर फूड या जर्नलमध्ये नुकत्याच प्रकाशित झालेल्या या संशोधनात शास्त्रज्ञांनी कार्बन डायऑक्साइड, वीज आणि पाणी हे व्हिनेगरचा महत्त्वाचा घटक असलेल्या एसीटेटमध्ये दोन टप्प्यातील इलेक्ट्रोकॅटॅलिटिक प्रक्रियेद्वारे रूपांतरित केले. अन्न तयार करणारे जीव अंधारात वाढण्यासाठी या एसीटेटचा वापर करतात. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

या प्रक्रियेत, सौर पॅनेलमधून निर्माण होणारी वीज इलेक्ट्रोकॅटॅलिटिक प्रक्रियेला (electrocatalytic process) शक्ती देण्यासाठी वापरली जाते. ही मिश्रित जैविक-अजैविक यंत्रणा अन्नामध्ये सूर्यप्रकाशाची प्रभावीता 18 पटीने वाढवू शकते. संशोधकांचे म्हणणे आहे की या नवीन पद्धतीमुळे जैविक प्रकाश संश्लेषणाच्या (Photosynthesis) मर्यादा मोडता येतील. यासाठी, कार्बन डाय ऑक्साईडपासून कच्च्या मालाचे उपयुक्त रेणू आणि उत्पादनांमध्ये रूपांतर करणारी उपकरणे, ज्याला इलेक्ट्रोलायझर्स (Electrolyser) म्हणतात, त्यांची अनुकूलता वाढविण्यात आली. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

कृत्रिम प्रकाशसंश्लेषणाच्या (Photosynthesis) या यंत्रणेवरील प्रयोगांवरून असे दिसून आले आहे की ते विविध प्रकारचे अन्न-उत्पादक जीव अंधारात वाढू देते, ज्यात हिरव्या शैवाल (Green Algae), यीस्ट आणि अगदी मशरूम-उत्पादक जीवांचा समावेश आहे. यामध्ये कृत्रिम प्रकाशसंश्लेषण ऊर्जा उत्पादनाच्या दृष्टीने पारंपारिक प्रकाशसंश्लेषणापेक्षा चारपट अधिक प्रभावी असल्याचे आढळून आले. त्याच वेळी, कॉर्नमधून काढलेल्या यीस्टपेक्षा 18 पट अधिक प्रभावी असल्याचे आढळले. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

जैविक प्रकाशसंश्लेषणाच्या (Photosynthesis) मदतीशिवाय अन्न-उत्पादक (Food Procution) जीव विकसित करण्यात त्यांना यश आल्याचा संशोधकांचा दावा आहे. बहुतेकदा असे जीव वनस्पती शर्करांद्वारे तयार केले जातात, जे पेट्रोलियम देखील वापरतात, जे तयार होण्यासाठी लाखो वर्षे लागतात. परंतु, नवीन तंत्रज्ञान अधिक प्रभावी आहे. टोमॅटो (Tomato), धान, वाटाणा इत्यादी पिकांमध्येही याचा वापर करता येतो, त्यामुळे अन्नधान्यही वाढू शकते. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

या संशोधनाचा सर्वात मोठा फायदा म्हणजे शेतीला (Agriculture) सूर्यावरील अवलंबित्वातून मुक्त करण्याचा मार्ग दाखवत आहे. यामुळे प्रचंड क्षमता निर्माण होऊ शकते ज्यामध्ये जागतिक अन्न समस्येचे (Food problem) निराकरण देखील कठीण भागात अन्न उत्पादन करण्याच्या क्षमतेसह केले जाऊ शकते. याद्वारे अन्न उत्पादन आणि वितरणाशी संबंधित अनेक समस्या एकाच वेळी सोडवता येतील, ज्या आजच्या हवामान बदलाच्या (Climate Change) परिस्थितीत अधिक आव्हानात्मक बनत आहेत. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)